全文摘要
本实用新型公开了一种应用于电网设备的电子标签，包括呈板状结构的天线，所述天线具有沿中部折叠成上下平行分布的正面辐射区和底板辐射区；设于所述正面辐射区与所述底板辐射区之间、用以支撑所述天线的支架，所述天线的中部贴合于所述支架的一侧、以形成侧面连接区；设于所述正面辐射区且与所述正面辐射区电气连接的芯片；包围于所述天线外周以实现内部密封的封装外壳。上述电子标签以折叠的方式将天线原本的尺寸减小至二分之一，既保证了天线增益又满足尺寸需求，且折叠天线的操作流程较为简单，能够极大简化天线的加工过程，避免出现废品或者不合格产品，提高生产效率。
主设计要求
1.一种应用于电网设备的电子标签，其特征在于，包括：呈板状结构的天线(1)，所述天线(1)可沿中部折叠成上下平行分布的正面辐射区(11)和底板辐射区(13)；设于所述正面辐射区(11)与所述底板辐射区(13)之间、用以支撑所述天线(1)的支架(2)，所述天线(1)的中部贴合于所述支架(2)的一侧、以形成侧面连接区(12)；设于所述正面辐射区(11)且与所述正面辐射区(11)电气连接的芯片(4)；包围于所述天线(1)外周以实现内部密封的封装外壳(3)。
设计方案
1.一种应用于电网设备的电子标签，其特征在于，包括：
呈板状结构的天线(1)，所述天线(1)可沿中部折叠成上下平行分布的正面辐射区(11)和底板辐射区(13)；
设于所述正面辐射区(11)与所述底板辐射区(13)之间、用以支撑所述天线(1)的支架(2)，所述天线(1)的中部贴合于所述支架(2)的一侧、以形成侧面连接区(12)；
设于所述正面辐射区(11)且与所述正面辐射区(11)电气连接的芯片(4)；
包围于所述天线(1)外周以实现内部密封的封装外壳(3)。
2.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述天线(1)呈矩形板状结构，所述正面辐射区(11)和所述底板辐射区(13)分别呈矩形板状结构。
3.根据权利要求1或2所述的电子标签，其特征在于，所述正面辐射区(11)的板面中部设有贯穿其板面的第一排气槽(111)和第二排气槽(112)；
所述第一排气槽(111)靠近所述第二排气槽(112)一侧的第一槽线(1111)中部向靠近所述第二排气槽(112)的方向凸起，且所述第二排气槽(112)靠近所述第一排气槽(111)一侧的第二槽线(1121)中部向远离所述第一排气槽(111)的方向凹陷，所述第一槽线(1111)与所述第二槽线(1121)围刻的区域形成彼此相连的第一馈电臂(113)和第二馈电臂(114)；
所述芯片(4)设于所述第一馈电臂(113)与所述第二馈电臂(114)之间且与二者电气连接。
4.根据权利要求3所述的电子标签，其特征在于，所述第一排气槽(111)与所述第二排气槽(112)沿所述正面辐射区(11)的长度方向并列分布。
5.根据权利要求4所述的电子标签，其特征在于，所述第一馈电臂(113)和所述第二馈电臂(114)分别与所述正面辐射区(11)连接的根部沿所述正面辐射区(11)的长度方向前后交错分布。
6.根据权利要求5所述的电子标签，其特征在于，所述底板辐射区(13)的板面中部设有贯穿其板面、用以协调所述电子标签的谐振频率的第三排气槽(131)。
7.根据权利要求6所述的电子标签，其特征在于，所述封装外壳(3)采用注塑的方式以实现所述天线(1)的密封。
8.根据权利要求7所述的电子标签，其特征在于，所述封装外壳(3)与所述支架(2)采用同种塑料注塑而成，以便在二次注塑所述封装外壳(3)的过程中所述封装外壳(3)与所述支架(2)融为一体结构。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种一种应用于电网设备的电子标签。
背景技术
RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术是一种无线通信技术，可以通过无线电磁波信号读取或者写入应答器内存储的信息，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
电子标签，又称射频标签、射频识别标签等，一般由存有识别代码的大规模集成线路芯片和天线构成，主要为无源式，可以通过特殊的读写设备利用电磁波实现非可视化的读取和存储。
当前的户外小尺寸标签产品的读取距离比较短，对于部分需要远距离读取或写入的场合，尤其是对供电、输电网络而言，考虑到运维作业的安全，其资产标签应在远距离情况下才能正常识读。但目前实现小尺寸、远距离读写的RFID产品的结构复杂，加剧了批量生产的难度，降低产品合格率，例如CN 108847522 A所描述的一种紧凑型RFID天线，其弯折偶极子辐射单元的结构形态复杂，保证相邻两个单元之间的间隙的难度较大，容易导致产品的性能不稳定或者难以达到预期效果。
综上所述，在保证小尺寸、远距离读写的情况下如何简化电子标签的结构设计，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种应用于电网设备的电子标签，其尺寸小、读取距离远。
为实现上述目的，本实用新型提供一种应用于电网设备的电子标签，包括：
呈板状结构的天线，所述天线可沿中部折叠成上下平行分布的正面辐射区和底板辐射区；
设于所述正面辐射区与所述底板辐射区之间、用以支撑所述天线的支架，所述天线的中部贴合于所述支架的一侧、以形成侧面连接区；
设于所述正面辐射区且与所述正面辐射区电气连接的芯片；
包围于所述天线外周以实现内部密封的封装外壳。
优选地，所述天线呈矩形板状结构，所述正面辐射区和所述底板辐射区分别呈矩形板状结构。
优选地，所述正面辐射区的板面中部设有贯穿其板面的第一排气槽和第二排气槽；
所述第一排气槽靠近所述第二排气槽一侧的第一槽线中部向靠近所述第二排气槽的方向凸起，且所述第二排气槽靠近所述第一排气槽一侧的第二槽线中部向远离所述第一排气槽的方向凹陷，所述第一槽线与所述第二槽线围刻的区域形成彼此相连的第一馈电臂和第二馈电臂；
所述芯片设于所述第一馈电臂与所述第二馈电臂之间且与二者电气连接。
优选地，所述第一排气槽与所述第二排气槽沿所述正面辐射区的长度方向并列分布。
优选地，所述第一馈电臂和所述第二馈电臂分别与所述正面辐射区连接的根部沿所述正面辐射区的长度方向前后交错分布。
优选地，所述底板辐射区的板面中部设有贯穿其板面、用以协调所述电子标签的谐振频率的第三排气槽。
优选地，所述封装外壳采用注塑的方式以实现所述天线的密封。
优选地，所述封装外壳与所述支架采用同种塑料注塑而成，以便在二次注塑所述封装外壳的过程中所述封装外壳与所述支架融为一体结构。
相对于上述背景技术，本实用新型所提供的电子标签由由天线、芯片、支架和封装外壳构成，天线沿其中部折叠成上下平行的两部分，支架位于该天线折叠后所形成的中间区域，而天线被折叠部分则贴合于支架的一侧；其中，位于支架上端面的天线形成正面辐射区，位于支架下端面的区域形成底板辐射区，天线被折叠的部分形成侧面连接区，以实现正面辐射区和底板辐射区的连接；芯片固定于正面辐射区且与正面辐射区电气连接，封装外壳包覆于前述各种结构的外周以实现密封。
上述电子标签通过折叠的方式将两个辐射面，也即正面辐射区和底板辐射区合理的布置在小尺寸的封装外壳内，既保证了天线增益又满足尺寸要求，与此同时，折叠的操作方式较为简单，极大简化了生产工艺，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种紧凑型RFID天线的结构示意图；
图2为本实用新型实施例所提供的应用于电网设备的电子标签的结构示意图；
图3为图2所示的天线的结构示意图；
图4为图2所示的天线的展开图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1-图4，图1为现有技术中一种紧凑型RFID天线的结构示意图；图2为本实用新型实施例所提供的应用于电网设备的电子标签的结构示意图；图3为图2所示的天线的结构示意图；图4为图2所示的天线的展开图。
本实用新型提供一种应用于电网设备的电子标签，包括呈板状结构的天线1，天线1沿其中部折叠成上下平行分布的正面辐射区11和底板辐射区13；设于正面辐射区11与底板辐射区13之间的支架2，天线1的中部贴合于支架2的一侧、以形成侧面连接区12；固定于正面辐射区11且与正面辐射区11电气连接的芯片4；包围于天线1外周以实现内部密封的封装外壳3。
支架2在支撑天线1的同时将天线1分隔成上中下三部分，因而支架2的尺寸形状应当与天线1的尺寸形状相适应，例如支架2的厚度应当与侧面连接区12的高度匹配，支架2的端面大小应当不小于正面辐射区11和底板辐射区13的面积。当然，支架2的端面也不必然等于或者大于正面辐射区11和底板辐射区13的面积，考虑到封装外壳3的具体设置方式不同，例如在采用金属外壳实现天线1及芯片4的外部封装与采用塑料注塑以形成外部壳体结构这两种不同的封装外壳3设置方式下，前者的支架2可采用金属材料制成细长圆柱或圆台，不用考虑密封的难度，而后者则需要考虑注塑时支架2外周的空间形状和尺寸，尽可能采用尺寸与天线1匹配的规则形状。
对于包含微带天线的电子标签而言，作为天线1的辐射振子的尺寸与天线1增益有着密切的关系，一般情况下，辐射振子的尺寸越大天线1的增益也越大，其频带宽度、极化特性的特性也明显改善，为此，本实用新型的提供的电子标签将天线1折叠后形成上下平行的两部分，将整个电子标签的尺寸缩小至原来尺寸的二分之一，同时保证了天线1的增益不会降低，而折叠相比于电火花或者激光等刻蚀或者切割等加工工艺而言，明显降低了小尺寸的电子标签的生产工艺的难度。
下面结合附图和实施方式，对本实用新型所提供的电子标签做更进一步的说明。
本申请所提供的电子标签的天线1呈矩形板状结构，也就是说，正面辐射区11和底板辐射区13分别为呈矩形板状结构的正面辐射区11和底板辐射区13，也即天线1在折叠前为矩形板状结构，在沿矩形板的长边的中部对称折叠后，形成的正面辐射区11和底板辐射区13的形状保持原有的形状不变，而面积减小二分之一。当然天线1也可设置成椭圆形或者其他多边形，但相比之下，矩形板易加工，对装夹或者折叠工艺的要求远低于其他形状。
在上述实施例中，天线1的长度，也即矩形板的长度为四分之一波长，由于正面辐射区11和底板辐射区13是天线1沿中部折叠而成，因而正面辐射区11和底板辐射区13各自的长度均接近八分之一波长。四分之一波长天线在无线通讯中占有较大的比例，虽然结构简单但天线1的效果相对较好，四分之一波长天线属于单极天线，通过大地的镜像效应可以等效为二分之一波长天线，但是输入阻抗是半波天线的一半，此外与馈线的阻抗匹配程度也优于二分之一波长天线。
在上述任一实施例的基础上，天线1上还设有用以避免将天线1粘贴至支架2时产生气泡的排气结构，具体而言，正面辐射区11的板面中部设有贯穿其板面的第一排气槽111和第二排气槽112；与此同时，为了进一步提高天线1阻抗与芯片4阻抗的匹配程度，第一排气槽111靠近第二排气槽112一侧的第一槽线1111中部向靠近第二排气槽112的方向凸起，且第二排气槽112靠近第一排气槽111一侧的第二槽线1121中部向远离第一排气槽111的方向凹陷，第一槽线1111与第二槽线1121围刻的区域形成彼此相连的第一馈电臂113和第二馈电臂114；芯片4设于第一馈电臂113与第二馈电臂114之间且与二者电气连接。
上述第一馈电臂113与第二馈电臂114实质上由两个相邻的排气结构的边缘构成，也即第一排气槽111和第二排气槽112相邻的边缘在正面辐射区11上包围成的连续的狭长板面，该狭长板面沿正面辐射区11的宽度方向的两端分别作为第一馈电臂113和第二馈电臂114。调整馈电臂的宽度，也即调整第一槽线1111和第二槽线1121的间距能够微调天线1的阻抗，进而影响天线效率和谐振频点。作为优选，第一排气槽111与第二排气槽112沿正面辐射区11的长度方向并列分布，也就是说，形成第一馈电臂113和第二馈电臂114的狭长板面的延伸方向大体平行于正面辐射区11的宽度方向。进一步的，形成第一馈电臂113和第二馈电臂114的狭长板面的两端可宽于其中部，以形成具有尖端的第一馈电臂113和第二馈电臂114，从而改善能量经馈电臂传导过程，避免出现能量集聚。
基于上述实施例的具体设置形式，第一馈电臂113和第二馈电臂114分别与正面辐射区11连接的根部沿正面辐射区11的长度方向前后交错分布，也即形成第一馈电臂113和第二馈电臂114的狭长板面的延伸方向与正面辐射区11的宽度方向并非完全平行，而是存在一定的倾斜角度，如此既可以在有限的宽度内延长第一馈电臂113和第二馈电臂114，还能进一步通过调节两个馈电臂之间的相对位置改善天线1特性。
同理，底板辐射区13的板面中部设有贯穿其板面、用以协调电子标签的谐振频率的第三排气槽131。由于第三排气槽131主要用于排气，辅助协调天线1的谐振频率，因而其形状相较于第一排气槽111和第二排气槽112的限制较少，可简单的设置为圆形或者矩形，简化加工步骤。
考虑到该电子标签的读写距离较长，可应用于户外场合，为此，封装外壳3采用注塑的方式以实现天线1的密封，从而对塑封于其内部的天线1、芯片4起到良好的密封效果，进而提高电子标签的使用寿命。作为优选，封装外壳3与支架2采用同种塑料注塑而成，以便在二次注塑封装外壳3的过程中封装外壳3与支架2融为一体结构，也就是说，支架2由塑料注塑而成，将天线1和芯片4固定于支架2后，将固定有天线1和芯片4的支架2放置模具内进行二次注塑以形成封装外壳3，由于封装外壳3和支架2采用同种材料，因而在二次注塑封装外壳3的过程中，支架2的外部周边受热融化，同封装外壳3再次凝固成型，避免封装外壳3内部存在气泡。
以上对本实用新型所提供的应用于电网设备的电子标签进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822272380.0
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209265491U
授权时间:20190816
主分类号:G06K 19/077
专利分类号:G06K19/077
范畴分类:40C;38F;
申请人:北京国金源富科技有限公司
第一申请人:北京国金源富科技有限公司
申请人地址:100190 北京市海淀区紫金数码园4号楼2层0215室01号
发明人:刘涛;戴志波
第一发明人:刘涛
当前权利人:北京国金源富科技有限公司
代理人:魏晓波
代理机构:11304
代理机构编号:北京信远达知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计